Неразрушающие и бесконтактные исследования материалов

Правильно подобранный материал в правильном месте имеет решающее значение для качества, долговечности и веса конечного продукта, а в конечном итоге - для его успеха. Во всем мире лазерные доплеровские виброметры Optomet вносят важный вклад в систематический поиск новых идей в области исследования материалов. Будь то определение параметров материала или неразрушающие испытания/неразрушающий контроль (NDT или NDI), бесконтактные методы измерения имеют здесь особое значение, поскольку они не влияют на характеристики материала и, по сравнению с контактными методами измерения, например, с использованием акселерометра, позволяют проводить испытания материалов без нарушения их свойств.

Неразрушающий контроль материалов (NDT)

Композиты, армированные волокном, приобретают все большее значение в производстве деталей для снижения веса и достижения высокой удельной жесткости. В качестве примера можно привести производство крыльев самолетов в авиации или деталей кузова автомобилей в автомобильной промышленности. Расслоение или трещины должны быть своевременно локализованы в процессе производства или во время технического обслуживания, чтобы избежать преждевременной усталости материала. При высокочастотном возбуждении тонкостенных волокнистых композитных пластин, например, с помощью пьезоэлектрических элементов, генерируются, в частности, волны Лэмба (коротковолновые поверхностные волны). Они взаимодействуют с несовершенствами материала, вызывая неоднородности в распространении волн или локальные резонансы (локальный резонанс дефектов - LDR).

Лазерные доплеровские виброметры серии Optomet Scan могут определять синфазное распространение волн в каждой точке измерения на поверхности материала и таким образом визуализировать дефекты в материале, которые не видны невооруженным глазом. Внутренний генератор сигналов может создавать любые формы сигналов, которые могут быть использованы для возбуждения компонентов, например, импульсы или частотные развертки. Программное обеспечение OptoSCAN используется для выполнения всего процесса измерений, начиная с настройки измерительных каналов и определения точек измерения и заканчивая визуализацией и анализом данных измерений в частотной и временной областях. С помощью функции экспорта данные могут быть экспортированы в стандартные форматы, такие как UFF, HDF5 и mat-файлы (MATLAB), и, таким образом, подвергнуты дальнейшей обработке.

Практический пример

С помощью сканирующего виброметра Optomet можно обнаружить дефекты на обратной стороне углепластиковой пластины. Внутренний генератор сигналов вырабатывает импульс квадратной волны для возбуждения пьезопривода, прикрепленного к углепластиковой пластине. Волны, распространяющиеся от пьезоэлемента (внизу в центре), взаимодействуют с двумя дефектами, делая их видимыми во временной и частотной областях благодаря локально более высоким амплитудам (локальные резонансы дефектов).

Бар "Сплит Хопкинсон" (SHPB)

Испытание с раздвоенным стержнем Хопкинсона - это метод испытания материалов, используемый для определения свойств материала в динамических условиях. Образец для испытания (например, бетонный цилиндр или композитный материал) помещается между двумя брусками - падающим и передающим. Ускоренный боек ударяет по падающей планке и вызывает ударный импульс. Возникающая волна проходит через первую планку, затем попадает на образец материала, через который также проходит волна, которая, в свою очередь, передает ее на вторую планку (передающую планку).

Лазерные доплеровские виброметры (LDV) компании Optomet являются идеальным инструментом для измерения временного хода этих высокодинамичных ударных импульсов благодаря высокой частоте дискретизации 160 MSamples/s и динамическому диапазону более 220 дБ.

Сплит Хопкинсон Бар (SHPB) в деталях

Идентификация локальных резонансов дефектов на углепластиковой пластине